Измерение сопротивления изоляции электрооборудования: нормы и рекомендации

На основе статьи "Measurement of insulation resistance (IR) – 2", http://electrical-engineering-portal.com

Оглавление

1. Сопротивления изоляции для электрического оборудования и систем
2. Сопротивления изоляции для трансформатора
3. Сопротивления изоляции для переключателя выходных обмоток
4. Сопротивления изоляции для электродвигателя
5. Сопротивления изоляции для электрических кабелей и проводки
6. Сопротивления изоляции для линии передачи/распределительной линии
7. Сопротивления изоляции для шины панели
8. Сопротивление изоляции для оборудования подстанции
9. Сопротивления изоляции для бытовой/промышленной проводки
10. Необходимые меры безопасности

1. Значения сопротивления изоляции для электрического оборудования и систем

(Стандарт PEARL / NETA MTS-1997 Таблица 10.1)

Правило 1 МОм для значения сопротивления изоляции оборудования

В зависимости от номинального напряжения оборудования:

< 1 кВ = не менее 1 МОм
> 1 кВ = 1 МОм на 1 кВ 

В соответствии с правилами IE Rules - 1956

Когда в течение одной минуты между каждым из находящихся под напряжением проводников и землей имеется напряжение 1000 В, сопротивление изоляции высоковольтных установок должно быть не ниже 1 МОм или соответствовать указаниям Бюро по стандартизации Индии (Bureau of Indian Standards). Средневольтные и низковольтные установки - Если в течение одной минуты между каждым из находящихся под напряжением проводников и землей имеется напряжение 500 В, сопротивление изоляции средневольтных и низковольтных установок должно быть не ниже 1 МОм или соответствовать указаниям Бюро по стандартизации Индии (Bureau of Indian Standards). В соответствии со спецификациями CBIP допустимые значения составляют 2 МОм на кВ.

Средневольтные и низковольтные установки - если в течение одной минуты между каждым из находящихся под напряжением проводников и землей имеется напряжение 500 В, сопротивление изоляции средневольтных и низковольтных установок должно быть не ниже 1 МОм или соответствовать указаниям Бюро по стандартизации Индии (Bureau of Indian Standards).

В соответствии со спецификациями CBIP допустимые значения составляют 2 МОм на кВ

2. Значение сопротивления изоляции для трансформатора

Тестирование сопротивления изоляции необходимо для определения сопротивления изоляции индивидуальных обмоток относительно земли или между индивидуальными обмотками. При таком тестировании сопротивление изоляции обычно либо измеряется непосредственно в МОм, либо рассчитывается, исходя из прикладываемого напряжения и величины тока утечки.

При измерении сопротивления изоляции рекомендуется всегда заземлять корпус (и сердечник). Замкните накоротко каждую обмотку трансформатора на выводах проходного изолятора. После этого проведите измерение сопротивления между каждой обмоткой и всеми остальными заземленными обмотками.

Тестирование сопротивления изоляции: между высоковольтной стороной и землей, и между высоковольтной и низковольтной сторонами.
HV1 (2, 3) — Низковольтный 1 (2, 3); LV1 (2, 3) — Высоковольтный 1 (2, 3))

При измерении сопротивления изоляции никогда не оставляйте незаземленными обмотки трансформатора. Для измерения сопротивления заземленной обмотки необходимо снять с нее глухое заземление. Если снять заземление невозможно, как в случае некоторых обмоток с глухозаземленными нейтралями, сопротивление изоляции такой обмотки будет невозможно измерить. Считайте их частью заземленного участка цепи.

Необходимо проводить тестирование между обмотками и между обмоткой и землей (E). На трехфазных трансформаторах необходимо тестировать обмотку (L1, L2, L3) за вычетом заземления для трансформаторов с соединением «треугольник» или обмотку (L1, L2, L3) с заземлением (Е) и нейтралью (N) для трансформаторов с соединением «звезда».

Значение сопротивления изоляции для трансформатора

Где С = 1,5 для маслозаполненных трансформаторов с масляным баком, 30 для маслозаполненных трансформаторов без масляного бака или для сухих трансформаторов.

Коэффициент поправки на температуру (относительно 20°C)

Пример для трехфазного трансформатора 1600 кВА, 20 кВ / 400 В:

• значение сопротивления изоляции на высоковольтной стороне = (1,5 х 20000) / √1600 = 16000 / 40 = 750 МОм при 20°C;
• значение сопротивления изоляции на низковольтной стороне = (1,5 х 400) / √1600 = 320 / 40 = 15 МОм при 20°C;
• значение сопротивления изоляции при 30°C = 15 х 1,98 = 29,7 МОм.

Сопротивление изоляции обмотки трансформатора

Значение сопротивления изоляции трансформаторов

Проведение измерения сопротивления изоляции трансформатора:

• отключите трансформатор и отсоедините перемычки и молниеотводы;
• разрядите межвитковую емкость;
• полностью очистите все проходные изоляторы;
• замкните обмотки накоротко;
• защитите выводы во избежание поверхностной утечки по изоляторам выводов;
• запишите окружающую температуру;
• подсоедините испытательные провода (избегайте дополнительных соединений);
• подайте испытательное напряжение и запишите показания. Значение сопротивления изоляции через 60 секунд после подачи испытательного напряжения принимается в качестве сопротивления изоляции трансформатора при температуре проведения тестирования;
• вывод нейтрали трансформатора во время тестирования должен быть отсоединен от земли;
• также во время тестирования должны быть отсоединены все соединения с землей молниеотвода на низковольтной стороне;
• из-за индуктивных характеристик трансформатора показания сопротивления изоляции необходимо снимать только после стабилизации испытательного тока;
• не снимайте показания сопротивления, когда трансформатор находится в условиях вакуума.

Подключения трансформатора при проведении тестирования сопротивления изоляции (не меньше 200 МОм)

Трансформатор с двумя обмотками
1. (Высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка) - земля
2. Высоковольтная обмотка - (низковольтная обмотка + земля)
3. Низковольтная обмотка – (высоковольтная обмотка + земля)

Трансформатор с тремя обмотками
1. Высоковольтная обмотка - (низковольтная обмотка + обмотка ответвления + земля)
2. Низковольтная обмотка – (высоковольтная обмотка + обмотка ответвления + земля)
3. (Высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка + обмотка ответвления) – земля
4. Обмотка ответвления – (высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка + земля)

Автотрансформатор (две обмотки)
1. (Высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка) - земля

Автотрансформатор (три обмотки)
1. (Высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка) – (обмотка ответвления + земля)
2. (Высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка + обмотка ответвления) – земля
3. Обмотка ответвления – (высоковольтная обмотка + низковольтная обмотка + земля)

Для любой изоляции измеренное сопротивление изоляции не должно быть меньше:

• высоковольтная обмотка – земля 200 МОм;
• низковольтная обмотка – земля 100 МОм;
• высоковольтная обмотка – низковольтная обмотка 200 МОм.

Факторы, влияющие на значение сопротивления изоляции трансформатора

На значение сопротивления изоляции трансформаторов влияет следующее:

• состояние поверхности проходного изолятора вывода;
• качество масла;
• качество изоляции обмотки;
• температура масла;
• длительность использования и значение испытательного напряжения.

3. Значение сопротивления изоляции для переключателя выходных обмоток

• сопротивление изоляции между высоковольтной и низковольтной обмотками, а также между обмотками и землей;
• минимальное значение сопротивления для переключателя выходных обмоток составляет 1000 Ом на один вольт рабочего напряжения.

4. Значение сопротивления изоляции для электродвигателя

Для измерения сопротивления обмотки электродвигателя с заземлением (Е) используется тестер изоляции.

• для номинального напряжения ниже 1 кВ измерение проводится мегомметром на 500 В постоянного тока;
• для номинального напряжения выше 1 кВ измерение проводится мегомметром на 1000 В постоянного тока;
• в соответствии с IEEE 43, статья 9.3, следует применять следующую формулу:
  минимальное значение сопротивления изоляции (для вращающейся машины) = (Номинальное напряжение (В) / 1000) +1.

Значение сопротивления изоляции для электродвигателя

В соответствии со стандартом IEEE 43 1974, 2000

Пример 1: Для трехфазного электродвигателя 11 кВ

• значение сопротивления изоляции = 11 + 1 = 12 МОм, но в соответствии с IEEE43 должно быть 100 МОм.

Пример 2: Для трехфазного электродвигателя 415 В

• значение сопротивления изоляции = 0,415 + 1 = 1,41 МОм, но в соответствии с IEEE43 должно быть 5 МОм;
• в соответствии с IS 732 минимальное значение сопротивления изоляции для электродвигателя = (20 х Напряжение (р-р)) / (1000 + 2 х кВт).

Значение сопротивления изоляции электродвигателя в соответствии с NETA ATS 2007. Раздел 7.15.1

Значение сопротивления изоляции погружного электродвигателя

5. Значение сопротивления изоляции для электрических кабелей и проводки

Для тестирования изоляции необходимо отсоединить кабели от панели или оборудования, а также от источника электропитания. Проводку и кабели следует тестировать друг относительно друга (фаза с фазой) с кабелем заземления (Е). Ассоциация IPCEA (Insulated Power Cable Engineers Association) предлагает формулу определения минимальных значений сопротивления изоляции.

R = K x Log 10 (D/d)

R = Значение сопротивления изоляции в МОм на 305 метров кабеля
К = Постоянная изоляционного материала. (Электроизоляционная лакоткань = 2460, термопластичный полиэтилен = 50000, композитный полиэтилен = 30000)
D = Внешний диаметр изоляции проводника для одножильного провода или кабеля (D = d + 2c + 2b диаметр одножильного кабеля)
d = Диаметр проводника
c = Толщина изоляции проводника
b = Толщина изолирующей оболочки

Высоковольтное тестирование нового кабеля XLPE (в соответствии со стандартом ETSA)

Кабели 11 кВ и 33 кВ между сердечником и землей (в соответствии со стандартом ETSA

Кабели 11 кВ и 33 кВ между сердечниками и землей

Измерение значения сопротивления изоляции (между проводниками (перекрестная изоляция))

• первый проводник, для которого проводится измерение перекрестной изоляции, необходимо подключить к выводу Line мегомметра. Другие проводники соединяются вместе (с помощью зажимов типа «крокодил») и подсоединяются к выводу Earth мегомметра. На другом конце проводники не соединяются;
• после этого поверните ручку или нажмите кнопку мегомметра. На дисплее измерительного прибора будет показано сопротивление изоляции между проводником 1 и остальными проводниками. Показания сопротивления изоляции следует записать;
• потом подсоедините к выводу Line мегомметра другой проводник, а другие проводники соедините с выводом заземления мегомметра. Проведите измерение.

Измерение значения сопротивления изоляции (изоляция между проводником и землей)

• подсоедините тестируемый проводник к выводу Line мегомметра;
• соедините вывод Earth мегомметра с землей.;
• поверните ручку или нажмите кнопку мегаомметра. На дисплее измерительного прибора будет показано сопротивление изоляции проводников. После поддержания испытательного напряжения в течение минуты до получения стабильных показаний следует записать значение сопротивления изоляции.

Измеряемые значения:

• если во время периодического тестирования получено сопротивление изоляции подземного кабеля при соответствующей температуре от 5 МОм до 1 МОм на километр, данный кабель должен быть включен в программу замены;
• если измеренное сопротивление изоляции подземного кабеля при соответствующей температуре от 1000 кОм до 100 кОм на километр, данный кабель следует заменить срочно, в течение года;
• если измеренное сопротивление изоляции кабеля меньше 100 кОм на километр, данный кабель следует заменить немедленно как аварийный.

6. Значение сопротивления изоляции для линии передачи/распределительной линии

7. Значение сопротивления изоляции для шины панели

Значение сопротивления изоляции для панели = 2 х номинальное напряжение панели в кВ
Например, для панели 5 кВ минимальное сопротивление изоляции 2 х 5 = 10 МОм.

8. Значение сопротивление изоляции для оборудования подстанции

Обычными значениями сопротивления для оборудования подстанции являются:

Типовое значение сопротивление изоляции для оборудования подстанции

Значение сопротивления изоляции оборудования подстанции в соответствии со стандартом DEP:

9. Значение сопротивления изоляции для бытовой/промышленной проводки

Низкое сопротивление между проводниками фазы и нейтрали или между находящимися под напряжением проводниками и землей будет приводить к возникновению тока утечки. Это приводит к ухудшению изоляции, а также к потерям энергии, что выльется в увеличение эксплуатационных расходов на установленную систему.
При обычных напряжениях электропитания сопротивление между фазой-фазой-нейтралью-землей никогда не должно быть меньше 0,5 МОм.

Кроме тока утечки из-за активного сопротивления изоляции существует также ток утечки из-за ее реактивного сопротивления, так как она работает как диэлектрик конденсатора. Этот ток не рассеивает никакой энергии и не является вредным, но нам нужно измерять активное сопротивление изоляции, поэтому для предотвращения включения в измерение реактивного сопротивления при тестировании используется напряжение постоянного тока.

Однофазная проводка

Тестирование сопротивления изоляции между фазой-нейтралью и землей должно выполняться на всей установке с отключенным включателем питания, при соединенных вместе фазе и нейтрали, с отключенными лампами и другим оборудованием, но при замкнутых автоматических выключателях и при всех замкнутых выключателях цепей.

Если используется переключение на два направления, будет тестироваться только один из двух проводов. Для тестирования другого провода необходимо задействовать оба переключателя на два направления и повторно протестировать систему. При необходимости установку можно тестировать как единое целое, но тогда необходимо получить значение не менее 0,5 МОм.

Тестирование значения сопротивления изоляции для однофазной проводки

Трехфазная проводка

В случае очень большой установки, имеющей большое количество параллельных соединений с землей, можно ожидать более низкие показания. В этом случае необходимо повторить тестирование после разделения системы. Каждая из таких частей должна соответствовать минимальным требованиям.

Тестирование значения сопротивления изоляции для трехфазной проводки

Тестирование сопротивления изоляции должно выполняться между фазой-фазой-нейтралью-землей. Минимально допустимое значение для каждого теста 0,5 МОм.

Тестирование сопротивления изоляции для низкого напряжения

Минимальное значение сопротивления изоляции = 50 МОм / количество электрических розеток (все электрические точки с установочными элементами и вилками)

Минимальное значение сопротивления изоляции = 100 МОм / количество электрических розеток (все электрические точки без установочных элементов и вилок)

Меры безопасности при измерении сопротивления изоляции

Высокое испытательное напряжение может привести к повреждению такого электронного оборудования, как электронные стартеры люминесцентных ламп, сенсорные переключатели, переключатели с диммером, контроллеры электропитания. Поэтому подобное оборудование следует отсоединять.

Также следует отсоединять конденсаторы и индикаторные или контрольные лампы, потому что они могут стать причиной получения неточных результатов тестирования.

Если для проведения тестирования отсоединяется какое-либо оборудование, для него необходимо проводить собственное испытание изоляции с использованием напряжения, которое не приведет к их повреждению. Результат должен соответствовать указанному в стандарте Великобритании или быть не меньше 0,5 МОм, если не указан в стандарте.

Примеры оборудования

Если вам нужна консультация по измерению сопротивления изоляции, просто напишите нам:

Смотрите также:

Выбираем лучшие токовые клещи!

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) на электрической подстанции

Инновационный метод измерения и анализа частичных разрядов для оценки надежности систем изоляции

Инфракрасные окна как безопасный способ диагностики электрооборудования

Испытание кабелей повышенным напряжением: правила, технологии, оборудование

Защита от электрической дуги: безопасные и эффективные методы тепловизионного контроля